Granice fizike i fizički eksperiment

Prije sto godina situacija u fizici bila je upravo suprotna od današnje. U rukama naučnika bili su rezultati dokazanih eksperimenata koji su se ponavljali mnogo puta, koji se, međutim, često nisu mogli objasniti postojećim fizičkim teorijama. Iskustvo je jasno prethodilo teoriji. Teoretičari su morali da prionu na posao.

Trenutno, ravnoteža naginje ka teoretičarima čiji se modeli veoma razlikuju od onoga što se vidi iz mogućih eksperimenata kao što je teorija struna. A čini se da je u fizici sve više neriješenih problema (1).

1. Najvažniji savremeni trendovi i problemi u fizici - vizualizacija

Poznati poljski fizičar, prof. Andrzej Staruszkiewicz tokom debate "Granice znanja u fizici" u junu 2010. na Akademiji Ignatianum u Krakovu rekao je: „Oblast znanja je enormno porasla tokom prošlog veka, ali je polje neznanja poraslo još više. (...) Otkriće opšte relativnosti i kvantne mehanike su monumentalna dostignuća ljudske misli, uporediva sa Njutnovom, ali dovode do pitanja odnosa između dve strukture, pitanja čija je skala složenosti jednostavno šokantna. U ovoj situaciji, prirodno se postavljaju pitanja: možemo li to učiniti? Hoće li naša odlučnost i volja da dođemo do dna istine biti srazmjerni poteškoćama s kojima se suočavamo?”

Eksperimentalna pat pozicija

Već nekoliko mjeseci svijet fizike je zauzet više kontroverzi nego inače. U časopisu Nature, George Ellis i Joseph Silk objavili su članak u odbranu integriteta fizike, kritikujući one koji su sve spremniji da odlažu eksperimente za testiranje najnovijih kosmoloških teorija do neodređenog "sutra". Trebalo bi da ih karakteriše "dovoljna elegancija" i objašnjavajuća vrednost. „Ovo razbija vekovnu naučnu tradiciju da je naučno znanje empirijski dokazano znanje“, grme naučnici. Činjenice jasno pokazuju "eksperimentalni ćorsokak" u modernoj fizici.

Najnovije teorije o prirodi i strukturi svijeta i Univerzuma, po pravilu, ne mogu se provjeriti eksperimentima dostupnim čovječanstvu.

Otkrivanjem Higsovog bozona, naučnici su "dovršili" standardni model. Međutim, svijet fizike je daleko od zadovoljstva. Znamo za sve kvarkove i leptone, ali nemamo pojma kako to pomiriti sa Ajnštajnovom teorijom gravitacije. Ne znamo kako spojiti kvantnu mehaniku sa gravitacijom da bismo stvorili hipotetičku teoriju kvantne gravitacije. Takođe ne znamo šta je Veliki prasak (ili da li se zaista desio!) (2).

Trenutno, nazovimo to klasičnim fizičarima, sljedeći korak nakon Standardnog modela je supersimetrija, koja predviđa da svaka nama poznata elementarna čestica ima "partnera".

Ovo udvostručuje ukupan broj građevnih blokova materije, ali teorija se savršeno uklapa u matematičke jednadžbe i, što je još važnije, nudi priliku da se otkrije misterija kosmičke tamne materije. Ostaje samo da se sačekaju rezultati eksperimenata na Velikom hadronskom sudaraču koji će potvrditi postojanje supersimetričnih čestica.

Međutim, iz Ženeve se još nisu čula takva otkrića. Naravno, ovo je samo početak nove verzije LHC-a, sa dvostruko većom energijom udara (nakon nedavnog popravka i nadogradnje). Za nekoliko mjeseci možda će pucati čepove za šampanjac u slavlje supersimetrije. Međutim, ako se to ne bi dogodilo, mnogi fizičari smatraju da bi se supersimetrične teorije morale postepeno povlačiti, kao i superstruna koja se temelji na supersimetriji. Jer ako Veliki sudarač ne potvrdi ove teorije, šta onda?

Međutim, postoje naučnici koji ne misle tako. Zato što je teorija supersimetrije previše "lijepa da bi bila pogrešna".

Stoga namjeravaju ponovo procijeniti svoje jednačine kako bi dokazali da su mase supersimetričnih čestica jednostavno izvan opsega LHC-a. Teoretičari su veoma u pravu. Njihovi modeli su dobri u objašnjavanju fenomena koji se mogu eksperimentalno izmjeriti i provjeriti. Stoga se može zapitati zašto bismo isključili razvoj onih teorija koje (još) ne možemo empirijski znati. Da li je ovo razuman i naučni pristup?

univerzum iz ničega

Prirodne nauke, posebno fizika, zasnivaju se na naturalizmu, odnosno na vjerovanju da sve možemo objasniti pomoću prirodnih sila. Zadatak nauke svodi se na razmatranje odnosa između različitih veličina koje opisuju pojave ili neke strukture koje postoje u prirodi. Fizika se ne bavi problemima koji se ne mogu matematički opisati, koji se ne mogu ponoviti. To je, između ostalog, razlog njegovog uspjeha. Matematički opis koji se koristi za modeliranje prirodnih fenomena pokazao se izuzetno efikasnim. Dostignuća prirodnih nauka rezultirala su njihovim filozofskim generalizacijama. Stvoreni su pravci kao što su mehanistička filozofija ili naučni materijalizam, koji su rezultate prirodnih nauka, dobijene pred kraj XX veka, preneli u polje filozofije.

Činilo se da možemo znati cijeli svijet, da u prirodi postoji potpuni determinizam, jer možemo odrediti kako će se planete kretati za milione godina, ili kako su se kretale prije milion godina. Ova dostignuća su izazvala ponos koji je apsolutizovao ljudski um. Metodološki naturalizam u odlučujućoj mjeri podstiče razvoj prirodne nauke i danas. Postoje, međutim, neke granične tačke koje se čini da ukazuju na ograničenja naturalističke metodologije.

Ako je Univerzum ograničen volumenom i nastao je „ni iz čega“ (3), bez kršenja zakona održanja energije, na primjer, kao fluktuacija, onda u njemu ne bi trebalo biti nikakvih promjena. U međuvremenu, mi ih posmatramo. Pokušavajući ovaj problem riješiti na osnovu kvantne fizike, dolazimo do zaključka da samo svjestan posmatrač aktualizira mogućnost postojanja takvog svijeta. Zato se pitamo zašto je upravo onaj u kojem živimo stvoren iz mnogo različitih univerzuma. Tako dolazimo do zaključka da je tek kada se osoba pojavila na Zemlji, svijet - kako vidimo - zaista "postao" ...

Kako mjerenja utiču na događaje koji su se dogodili prije milijardu godina?

4. Wheeler eksperiment - vizualizacija

Jedan od modernih fizičara, John Archibald Wheeler, predložio je svemirsku verziju poznatog eksperimenta sa dvostrukim prorezom. U njegovom mentalnom dizajnu, svjetlost iz kvazara, milijardu svjetlosnih godina udaljenog od nas, putuje duž dvije suprotne strane galaksije (4). Ako posmatrači posmatraju svaku od ovih putanja posebno, videće fotone. Ako oboje odjednom, videće talas. Dakle, sam čin posmatranja mijenja prirodu svjetlosti koja je napustila kvazar prije milijardu godina!

Za Wheelera, gore navedeno dokazuje da svemir ne može postojati u fizičkom smislu, barem u smislu u kojem smo navikli razumijevati "fizičko stanje". Ni to se nije moglo dogoditi u prošlosti, dok... nismo izvršili mjerenje. Dakle, naša sadašnja dimenzija utiče na prošlost. Svojim zapažanjima, detekcijama i mjerenjima oblikujemo događaje iz prošlosti, duboko u vremenu, sve do ... početka Univerzuma!

Neil Turk iz Instituta Perimeter u Waterloou, Kanada, rekao je u julskom izdanju New Scientist-a da „ne možemo razumjeti ono što nalazimo. Teorija postaje sve složenija i sofisticiranija. Bacamo se u problem sa uzastopnim poljima, dimenzijama i simetrijama, čak i sa ključem, ali ne možemo objasniti najjednostavnije činjenice.” Mnoge fizičare očito nervira činjenica da mentalna putovanja modernih teoretičara, kao što su gornja razmatranja ili teorija superstruna, nemaju nikakve veze s eksperimentima koji se trenutno izvode u laboratorijima i ne postoji način da se eksperimentalno testiraju.

U kvantnom svijetu, morate gledati šire

Kao što je nobelovac Richard Feynman jednom rekao, niko zaista ne razumije kvantni svijet. Za razliku od dobrog starog Newtonovog svijeta, u kojem se interakcije dvaju tijela s određenim masama izračunavaju jednadžbama, u kvantnoj mehanici imamo jednačine iz kojih one ne slijede toliko, već su rezultat čudnog ponašanja uočenog u eksperimentima. Objekti kvantne fizike ne moraju biti povezani ni sa čim "fizičkim", a njihovo ponašanje je domen apstraktnog višedimenzionalnog prostora koji se naziva Hilbertov prostor.

Postoje promjene opisane Schrödingerovom jednačinom, ali zašto je tačno nepoznato. Može li se ovo promijeniti? Da li je uopšte moguće izvesti kvantne zakone iz principa fizike, jer su desetine zakona i principa, na primer, koji se tiču ​​kretanja tela u svemiru, izvedeni iz Njutnovih principa? Naučnici sa Univerziteta u Paviji u Italiji Giacomo Mauro D'Ariano, Giulio Ciribella i Paolo Perinotti tvrde da se čak i kvantni fenomeni koji su jasno suprotni zdravom razumu mogu otkriti u mjerljivim eksperimentima. Sve što vam treba je prava perspektiva - Možda je pogrešno razumijevanje kvantnih efekata posljedica nedovoljno širokog pogleda na njih. Prema pomenutim naučnicima u New Scientist-u, smisleni i mjerljivi eksperimenti u kvantnoj mehanici moraju ispuniti nekoliko uslova. To:

• uzročnost - budući događaji ne mogu uticati na prošle događaje;
• razlikovnost - države moramo biti u mogućnosti da se odvojimo jedno od drugog kao odvojeno;
• sastav - ako znamo sve faze procesa, znamo cijeli proces;
• kompresija – postoje načini za prijenos važnih informacija o čipu bez potrebe za prijenosom cijelog čipa;
• tomografija – ako imamo sistem koji se sastoji od više delova, statistika merenja po delovima je dovoljna da otkrije stanje celog sistema.

Italijani žele da prošire svoje principe pročišćavanja, šire perspektive i smislenih eksperimenata kako bi uključili i nepovratnost termodinamičkih pojava i princip rasta entropije, koji fizičare ne impresioniraju. Možda su i ovdje na opažanja i mjerenja utječu artefakti perspektive koja je preuska da bi se shvatio cijeli sistem. “Osnovna istina kvantne teorije je da se bučne, nepovratne promjene mogu učiniti reverzibilnim dodavanjem novog rasporeda opisu”, kaže talijanski naučnik Giulio Ciribela u intervjuu za New Scientist.

Nažalost, kažu skeptici, "čišćenje" eksperimenata i šira perspektiva mjerenja mogli bi dovesti do hipoteze o više svjetova u kojoj je svaki ishod moguć i u kojoj naučnici, misleći da mjere ispravan tok događaja, jednostavno "odaberu" određeni kontinuum njihovim mjerenjem.

5. Vremenske kazaljke u obliku kazaljki na satu

Nema vremena?

Koncept takozvanih strelica vremena (5) uveo je 1927. britanski astrofizičar Arthur Eddington. Ova strelica označava vrijeme, koje uvijek teče u jednom smjeru, odnosno iz prošlosti u budućnost, i ovaj proces se ne može obrnuti. Stephen Hawking je u svojoj Kratkoj istoriji vremena napisao da se poremećaj povećava s vremenom jer vrijeme mjerimo u smjeru u kojem se poremećaj povećava. To bi značilo da imamo izbora - možemo, na primjer, prvo promatrati komade razbijenog stakla razbacane po podu, zatim trenutak kada staklo padne na pod, zatim staklo u zraku i na kraju u ruci osobe koja ga drži. Ne postoji naučno pravilo da "psihološka strela vremena" mora ići u istom pravcu kao termodinamička strela, a entropija sistema raste. Međutim, mnogi naučnici smatraju da je to tako jer se u ljudskom mozgu dešavaju energetske promjene, slične onima koje opažamo u prirodi. Mozak ima energiju za djelovanje, promatranje i razmišljanje, jer ljudski "motor" sagorijeva gorivo-hranu i, kao u motoru s unutrašnjim sagorijevanjem, ovaj proces je nepovratan.

Međutim, postoje slučajevi kada, uz održavanje istog smjera psihološke strelice vremena, entropija raste i opada u različitim sistemima. Na primjer, prilikom pohranjivanja podataka u memoriju računala. Memorijski moduli u mašini prelaze iz neuređenog stanja u redosled pisanja na disk. Dakle, entropija u kompjuteru je smanjena. Međutim, svaki fizičar će reći da sa stanovišta svemira u cjelini - raste, jer je potrebna energija za pisanje na disk, a ta energija se raspršuje u obliku topline koju proizvodi mašina. Dakle, postoji mali "psihološki" otpor prema utvrđenim zakonima fizike. Teško nam je smatrati da je ono što izlazi uz buku ventilatora važnije od snimanja djela ili druge vrijednosti u memoriji. Šta ako neko na svom računaru napiše argument koji će poništiti modernu fiziku, teoriju ujedinjene sile ili Teoriju svega? Bilo bi nam teško prihvatiti ideju da se, uprkos tome, opći nered u svemiru povećao.

Davne 1967. godine pojavila se Wheeler-DeWitt jednačina, iz koje je proizašlo da vrijeme kao takvo ne postoji. Bio je to pokušaj da se matematički spoje ideje kvantne mehanike i opšte relativnosti, korak ka teoriji kvantne gravitacije, tj. Teorija svega što žele svi naučnici. Tek 1983. godine fizičari Don Pejdž i Vilijam Vaters su ponudili objašnjenje da se problem vremena može zaobići korišćenjem koncepta kvantne isprepletenosti. Prema njihovom konceptu, mogu se mjeriti samo svojstva već definisanog sistema. Sa matematičke tačke gledišta, ovaj prijedlog je značio da sat ne radi izolovano od sistema i počinje tek kada je upleten u određeni univerzum. Međutim, ako bi nas neko pogledao iz drugog svemira, vidio bi nas kao statične objekte, a tek bi njihov dolazak kod nas izazvao kvantnu isprepletenost i doslovno osjetio protok vremena.

Ova hipoteza je bila osnova rada naučnika sa istraživačkog instituta u Torinu, Italija. Fizičar Marco Genovese odlučio je izgraditi model koji uzima u obzir specifičnosti kvantne isprepletenosti. Bilo je moguće ponovo stvoriti fizički efekat koji ukazuje na ispravnost ovog razmišljanja. Napravljen je model Univerzuma koji se sastoji od dva fotona.

Jedan par je bio orijentisan - vertikalno polarizovan, a drugi horizontalno. Njihovo kvantno stanje, a time i njihova polarizacija, tada se detektuje nizom detektora. Ispada da se dok se ne dođe do opservacije koja u konačnici određuje referentni okvir, fotoni su u klasičnoj kvantnoj superpoziciji, tj. bili su orijentisani i vertikalno i horizontalno. To znači da posmatrač koji čita sat određuje kvantnu isprepletenost koja utiče na univerzum čiji on postaje deo. Takav posmatrač je tada u stanju da uoči polarizaciju uzastopnih fotona na osnovu kvantne verovatnoće.

Ovaj koncept je vrlo primamljiv jer objašnjava mnoge probleme, ali prirodno dovodi do potrebe za "superposmatračem" koji bi bio iznad svih determinizama i koji bi kontrolirao sve u cjelini.

6. Multiverzum - Vizualizacija

Ono što opažamo i što subjektivno percipiramo kao "vrijeme" zapravo je proizvod mjerljivih globalnih promjena u svijetu oko nas. Kako dublje ulazimo u svijet atoma, protona i fotona, shvaćamo da pojam vremena postaje sve manje važan. Prema naučnicima, sat koji nas svakodnevno prati, sa fizičke tačke gledišta, ne mjeri njegov prolazak, već nam pomaže da organizujemo život. Za one koji su navikli na njutnovske koncepte univerzalnog i sveobuhvatnog vremena, ovi koncepti su šokantni. Ali ne samo naučni tradicionalisti ih ne prihvataju. Istaknuti teorijski fizičar Lee Smolin, kojeg smo ranije spominjali kao jednog od mogućih dobitnika ovogodišnje Nobelove nagrade, smatra da vrijeme postoji i da je sasvim realno. Jednom je - kao i mnogi fizičari - tvrdio da je vrijeme subjektivna iluzija.

Sada, u svojoj knjizi Reborn Time, on zauzima potpuno drugačiji pogled na fiziku i kritizira popularnu teoriju struna u naučnoj zajednici. Po njemu multiverzum ne postoji (6) jer živimo u istom univerzumu iu isto vrijeme. On smatra da je vrijeme od najveće važnosti i da naše iskustvo stvarnosti sadašnjeg trenutka nije iluzija, već ključ za razumijevanje fundamentalne prirode stvarnosti.

Entropija nula

Sandu Popescu, Tony Short, Noah Linden (7) i Andreas Winter opisali su svoja otkrića 2009. godine u časopisu Physical Review E, koji su pokazali da objekti postižu ravnotežu, odnosno stanje ujednačene distribucije energije, ulazeći u stanja kvantne isprepletenosti sa svojim okolina. U 2012. Tony Short je dokazao da zapetljanost uzrokuje mirnoću konačnog vremena. Kada objekat stupi u interakciju sa okolinom, kao što je kada se čestice u šoljici kafe sudare sa vazduhom, informacije o njihovim svojstvima "cure" prema van i postaju "zamućene" u celom okruženju. Gubitak informacija uzrokuje stagnaciju stanja kafe, čak i kada se stanje čistoće cijele prostorije nastavlja mijenjati. Prema Popeskuu, njeno stanje prestaje da se menja tokom vremena.

7. Noah Linden, Sandu Popescu i Tony Short

Kako se stanje čistoće prostorije mijenja, kafa može iznenada prestati da se miješa sa zrakom i uđe u svoje čisto stanje. Međutim, ima mnogo više stanja pomiješanih s okolinom nego što je čistih stanja dostupnih kafi, pa se stoga gotovo nikada ne pojavljuju. Ova statistička nevjerovatnost daje utisak da je strijela vremena nepovratna. Problem strelice vremena zamagljen je kvantnom mehanikom, što otežava određivanje prirode.

Elementarna čestica nema tačna fizička svojstva i određena je samo vjerovatnoćom da se nalazi u različitim stanjima. Na primjer, u bilo kojem trenutku, čestica može imati 50 posto šanse da se okrene u smjeru kazaljke na satu i 50 posto šanse da se okrene u suprotnom smjeru. Teorema, pojačana iskustvom fizičara Johna Bella, kaže da pravo stanje čestice ne postoji i da je ostavljeno da se rukovodi vjerovatnoćom.

Tada kvantna nesigurnost dovodi do zabune. Kada su dvije čestice u interakciji, one se ne mogu ni definirati same, nezavisno razvijajući vjerovatnoće poznate kao čisto stanje. Umjesto toga, one postaju zapletene komponente složenije distribucije vjerovatnoće koju obje čestice opisuju zajedno. Ova raspodjela može odlučiti, na primjer, hoće li se čestice rotirati u suprotnom smjeru. Sistem kao celina je u čistom stanju, ali je stanje pojedinačnih čestica povezano sa drugom česticom.

Dakle, oba mogu putovati mnogo svjetlosnih godina, a rotacija svakog ostat će u korelaciji s drugim.

Nova teorija strijele vremena ovo opisuje kao gubitak informacija zbog kvantne isprepletenosti, koja šalicu kafe dovodi u ravnotežu sa okolnom prostorijom. Na kraju, soba dostiže ravnotežu sa svojim okruženjem, a ona se, zauzvrat, polako približava ravnoteži sa ostatkom univerzuma. Stari naučnici koji su proučavali termodinamiku posmatrali su ovaj proces kao postepeno rasipanje energije, povećavajući entropiju univerzuma.

Danas fizičari vjeruju da se informacije sve više raspršuju, ali nikada u potpunosti ne nestaju. Iako se entropija lokalno povećava, oni vjeruju da ukupna entropija svemira ostaje konstantna na nuli. Međutim, jedan aspekt strele vremena ostaje neriješen. Naučnici tvrde da se sposobnost osobe da pamti prošlost, ali ne i budućnost, može shvatiti i kao formiranje odnosa između čestica koje djeluju. Kada pročitamo poruku na komadu papira, mozak komunicira s njom putem fotona koji dopiru do očiju.

Tek od sada se možemo sjetiti šta nam ova poruka poručuje. Popescu vjeruje da nova teorija ne objašnjava zašto je početno stanje svemira bilo daleko od ravnoteže, dodajući da treba objasniti prirodu Velikog praska. Neki istraživači su izrazili sumnju u ovaj novi pristup, ali razvoj ovog koncepta i novog matematičkog formalizma sada pomaže u rješavanju teorijskih problema termodinamike.

Posegnite za zrncima prostor-vremena

Čini se da fizika crne rupe ukazuje, kao što neki matematički modeli sugeriraju, da naš svemir uopće nije trodimenzionalan. Uprkos tome što nam čula govore, stvarnost oko nas može biti hologram – projekcija udaljene ravni koja je zapravo dvodimenzionalna. Ako je ova slika svemira tačna, iluzija o trodimenzionalnoj prirodi prostor-vremena može se raspršiti čim istraživački alati koji su nam na raspolaganju postanu adekvatno osjetljivi. Craig Hogan, profesor fizike u Fermilabu koji je proveo godine proučavajući fundamentalnu strukturu svemira, sugerira da je ovaj nivo tek dostignut.

8. GEO600 Detektor gravitacionih talasa

Ako je svemir hologram, onda smo možda upravo dosegli granice rezolucije stvarnosti. Neki fizičari postavljaju intrigantnu hipotezu da prostor-vrijeme u kojem živimo nije u konačnici kontinuirano, već se, poput digitalne fotografije, na svom najosnovnijem nivou sastoji od određenih "zrnaca" ili "piksela". Ako je tako, naša stvarnost mora imati nekakvu konačnu "rezoluciju". Ovako su neki istraživači tumačili „šum“ koji se pojavio u rezultatima detektora gravitacionih talasa GEO600 (8).

Kako bi testirali ovu izvanrednu hipotezu, Craig Hogan, fizičar gravitacijskih valova, i njegov tim razvili su najprecizniji interferometar na svijetu, nazvan Hogan holometar, koji je dizajniran da mjeri najosnovniju suštinu prostor-vremena na najprecizniji mogući način. Eksperiment, kodnog naziva Fermilab E-990, nije jedan od mnogih drugih. Ovaj ima za cilj da pokaže kvantnu prirodu samog prostora i prisustvo onoga što naučnici nazivaju "holografskom bukom".

Holometar se sastoji od dva interferometra postavljena jedan pored drugog. Oni usmjeravaju laserske zrake od jednog kilovata na uređaj koji ih dijeli na dva okomita zraka dužine 40 metara, koji se odbijaju i vraćaju u tačku razdvajanja, stvarajući fluktuacije u svjetlini svjetlosnih snopova (9). Ako izazovu određeno kretanje u uređaju za podjelu, onda će to biti dokaz vibracije samog prostora.

9. Grafički prikaz holografskog eksperimenta

Najveći izazov za Hoganov tim je dokazati da efekti koje su otkrili nisu samo perturbacije uzrokovane faktorima izvan eksperimentalne postavke, već rezultat prostorno-vremenskih vibracija. Zbog toga će ogledala koja se koriste u interferometru biti sinkronizirana sa frekvencijama svih najmanjih šumova koji dolaze izvan uređaja i pohvataju ih posebni senzori.

Antropski univerzum

Da bi svijet i čovjek u njemu postojali, zakoni fizike moraju imati vrlo specifičnu formu, a fizičke konstante moraju imati precizno odabrane vrijednosti...i jesu! Zašto?

Počnimo s činjenicom da postoje četiri vrste interakcija u Univerzumu: gravitacijske (padaju, planete, galaksije), elektromagnetne (atomi, čestice, trenje, elastičnost, svjetlost), slabe nuklearne (izvor energije zvijezda) i jake nuklearne ( vezuje protone i neutrone u atomska jezgra). Gravitacija je 1039 puta slabija od elektromagnetizma. Da je malo slabija, zvijezde bi bile lakše od Sunca, supernove ne bi eksplodirale, teški elementi se ne bi formirali. Da je čak i malo jači, stvorenja veća od bakterija bila bi zdrobljena, a zvijezde bi se često sudarale, uništavajući planete i prebrzo se spaljivale.

Gustoća Univerzuma je blizu kritične gustine, odnosno ispod koje bi se materija brzo raspršila bez formiranja galaksija ili zvijezda, a iznad koje bi Univerzum živio predugo. Za nastanak ovakvih uslova, tačnost podudaranja parametara Velikog praska trebalo je da bude u granicama ±10-60. Početne nehomogenosti mladog Univerzuma bile su na skali od 10-5. Da su manje, galaksije se ne bi formirale. Da su veće, umjesto galaksija formirale bi se ogromne crne rupe.

Simetrija čestica i antičestica u Univerzumu je narušena. A za svaki barion (proton, neutron) postoji 109 fotona. Da ih ima više, galaksije se ne bi mogle formirati. Da ih je manje, zvijezda ne bi bilo. Takođe, čini se da je broj dimenzija u kojima živimo "tačan". Složene strukture ne mogu nastati u dvije dimenzije. Sa više od četiri (tri dimenzije plus vrijeme), postojanje stabilnih planetarnih orbita i energetskih nivoa elektrona u atomima postaje problematično.

10. Čovjek kao centar svemira

Koncept antropskog principa uveo je Brandon Carter 1973. godine na konferenciji u Krakovu posvećenoj 500. godišnjici rođenja Kopernika. Uopšteno govoreći, može se formulisati na takav način da posmatrani Univerzum mora ispuniti uslove koje ispunjava da bi ga mi posmatrali. Do sada postoje različite verzije toga. Slab antropski princip kaže da možemo postojati samo u univerzumu koji omogućava naše postojanje. Da su vrijednosti konstanti različite, to nikada ne bismo vidjeli, jer nas ne bi bilo. Snažan antropski princip (namjerno objašnjenje) kaže da je svemir takav da možemo postojati (10).

Sa stanovišta kvantne fizike, bilo koji broj univerzuma je mogao nastati bez razloga. Završili smo u specifičnom univerzumu, koji je morao ispuniti niz suptilnih uslova da bi čovjek u njemu živio. Tada govorimo o antropskom svijetu. Za vjernika je, na primjer, dovoljan jedan antropski univerzum koji je stvorio Bog. Materijalistički pogled na svet to ne prihvata i pretpostavlja da postoji mnogo univerzuma ili da je trenutni univerzum samo faza u beskonačnoj evoluciji multiverzuma.

Autor moderne verzije hipoteze o svemiru kao simulaciji je teoretičar Niklas Boström. Prema njegovim riječima, stvarnost koju opažamo je samo simulacija koje nismo svjesni. Naučnik je sugerirao da ako je moguće stvoriti pouzdanu simulaciju cijele civilizacije ili čak cijelog svemira koristeći dovoljno moćan kompjuter, a simulirani ljudi mogu iskusiti svijest, onda je vrlo vjerovatno da su napredne civilizacije stvorile samo veliki broj takvih simulacija, a mi živimo u jednoj od njih u nečemu sličnom Matrixu (11).

Ovdje su izgovorene riječi "Bog" i "Matrix". Ovdje dolazimo do granice razgovora o nauci. Mnogi, uključujući i naučnike, smatraju da upravo zbog bespomoćnosti eksperimentalne fizike nauka počinje da ulazi u oblasti koje su suprotne realizmu, koje mirišu na metafiziku i naučnu fantastiku. Ostaje da se nadamo da će fizika prevazići svoju empirijsku krizu i ponovo naći način da se raduje kao eksperimentalno proverljiva nauka.